संशोधन प्रगतीपातळ थर लिथियम नायोबेट इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्युलेटर
इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्युलेटर हे ऑप्टिकल कम्युनिकेशन सिस्टीम आणि मायक्रोवेव्ह फोटोनिक सिस्टीमचे मुख्य उपकरण आहे. हे लागू केलेल्या विद्युत क्षेत्रामुळे पदार्थाचा अपवर्तनांक बदलून मोकळ्या जागेत किंवा ऑप्टिकल वेव्हगाइडमध्ये प्रसारित होणाऱ्या प्रकाशाचे नियमन करते. पारंपारिक लिथियम नायोबाइटइलेक्ट्रो-ऑप्टिकल मॉड्युलेटरइलेक्ट्रो-ऑप्टिकल मटेरियल म्हणून बल्क लिथियम नायोबेट मटेरियलचा वापर केला जातो. टायटॅनियम डिफ्यूजन किंवा प्रोटॉन एक्सचेंज प्रक्रियेद्वारे वेव्हगाईड तयार करण्यासाठी सिंगल क्रिस्टल लिथियम नायोबेट मटेरियलमध्ये स्थानिक डोपिंग केले जाते. कोअर लेयर आणि क्लॅडिंग लेयरमधील रिफ्रॅक्टिव्ह इंडेक्समधील फरक खूप कमी असतो आणि वेव्हगाईडची प्रकाश क्षेत्राशी बांधून ठेवण्याची क्षमता कमी असते. पॅकेज केलेल्या इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्युलेटरची एकूण लांबी साधारणपणे ५~१० सेमी असते.
लिथियम नायोबेट ऑन इन्सुलेटर (LNOI) तंत्रज्ञान हे लिथियम नायोबेट इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्युलेटरच्या मोठ्या आकाराची समस्या सोडवण्यासाठी एक प्रभावी मार्ग प्रदान करते. वेव्हगाईडच्या कोअर लेयर आणि क्लॅडिंग लेयरमधील अपवर्तनांक फरक ०.७ पर्यंत असतो, ज्यामुळे वेव्हगाईडची ऑप्टिकल मोड बाइंडिंग क्षमता आणि इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल रेग्युलेशन प्रभाव मोठ्या प्रमाणात वाढतो, आणि हे इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल मॉड्युलेटरच्या क्षेत्रात संशोधनाचा एक महत्त्वाचा विषय बनले आहे.
सूक्ष्म-यंत्रण तंत्रज्ञानातील प्रगतीमुळे, LNOI प्लॅटफॉर्मवर आधारित इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्युलेटर्सच्या विकासाने जलद गती घेतली आहे, ज्यामुळे अधिक संक्षिप्त आकार आणि कार्यक्षमतेत सतत सुधारणा होण्याचा कल दिसून येतो. वापरलेल्या वेव्हगाईड संरचनेनुसार, ठराविक थिन फिल्म लिथियम नायोबाइट इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्युलेटर्स हे थेट कोरलेले वेव्हगाईड इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्युलेटर्स, लोडेड हायब्रीड आणि भारित हायब्रीड आहेत.वेव्हगाईड मॉड्युलेटरआणि हायब्रीड सिलिकॉन इंटिग्रेटेड वेव्हगाईड इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्युलेटर्स.
सध्या, ड्राय एचिंग प्रक्रियेतील सुधारणेमुळे थिन फिल्म लिथियम नायोबेट वेव्हगाइडमधील हानी मोठ्या प्रमाणात कमी होते, रिज लोडिंग पद्धतीमुळे एचिंग प्रक्रियेतील उच्च अडचणीची समस्या सुटते आणि १ व्होल्ट हाफ वेव्हपेक्षा कमी व्होल्टेज असलेला लिथियम नायोबेट इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्युलेटर साकारला गेला आहे, आणि परिपक्व एसओआय (SOI) तंत्रज्ञानासोबतचे त्याचे संयोजन फोटॉन आणि इलेक्ट्रॉन हायब्रीड इंटिग्रेशनच्या ट्रेंडशी सुसंगत आहे. थिन फिल्म लिथियम नायोबेट तंत्रज्ञानाचे फायदे म्हणजे चिपवर कमी हानी, लहान आकार आणि मोठी बँडविड्थ असलेला एकात्मिक इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्युलेटर साकारणे. सैद्धांतिकदृष्ट्या, असा अंदाज आहे की ३ मिमी थिन फिल्म लिथियम नायोबेट पुश-पुलM⁃Z मॉड्युलेटरचे३डीबी इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल बँडविड्थ ४०० गिगाहर्ट्झ पर्यंत पोहोचू शकते, आणि प्रायोगिकरित्या तयार केलेल्या थिन फिल्म लिथियम नायोबाइट मॉड्युलेटरची बँडविड्थ १०० गिगाहर्ट्झ पेक्षा किंचित जास्त असल्याचे नोंदवले गेले आहे, जी अजूनही सैद्धांतिक उच्च मर्यादेपासून खूप दूर आहे. मूलभूत संरचनात्मक पॅरामीटर्स ऑप्टिमाइझ करून मिळणारी सुधारणा मर्यादित आहे. भविष्यात, नवीन यंत्रणा आणि संरचनांचा शोध घेण्याच्या दृष्टिकोनातून, जसे की स्टँडर्ड कोप्लॅनर वेव्हगाइड इलेक्ट्रोडला सेगमेंटेड मायक्रोवेव्ह इलेक्ट्रोड म्हणून डिझाइन करणे, मॉड्युलेटरच्या कार्यक्षमतेत आणखी सुधारणा केली जाऊ शकते.
याव्यतिरिक्त, एकात्मिक मॉड्युलेटर चिप पॅकेजिंगची अंमलबजावणी आणि लेझर, डिटेक्टर व इतर उपकरणांसह ऑन-चिप विषम एकीकरण, हे थिन फिल्म लिथियम नायोबाइट मॉड्युलेटरच्या भविष्यातील विकासासाठी एक संधी आणि आव्हान दोन्ही आहे. थिन फिल्म लिथियम नायोबाइट इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्युलेटर मायक्रोवेव्ह फोटॉन, ऑप्टिकल कम्युनिकेशन आणि इतर क्षेत्रांमध्ये अधिक महत्त्वाची भूमिका बजावेल.
पोस्ट करण्याची वेळ: ०७-एप्रिल-२०२५